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MOVIMIENTO DE LOS ATOMOS EN LOS MATERIALES

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José Javier Figueroa Donis

on 17 April 2016

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Transcript of MOVIMIENTO DE LOS ATOMOS EN LOS MATERIALES

(DIFUSION):
Mecanismo por el que la materia se transporta a través de la materia


Estabilidad de los atomos
FACTORES DE LA DIFUSIÓN
La magnitud del coeficiente de difusión es indicativo de la velocidad de difusión atómica
Estabilidad de los atomos
Gases ⇒ mov. átomos/moléculas muy rápido
Líquidos ⇒ mov. más lento ⇒ ↑↑Interacciones atómicas
Sólidos ⇒ SÓLO vibraciones térmicas en posiciones equilibrio
Difusión en sólidos ⇒ mov. átomos dentro de la red cristalina

MOVIMIENTO DE LOS ATOMOS EN LOS MATERIALES
Es básica en procesos industriales como:
•Procesos de solidificación en el estado sólido
•Transformaciones alotrópicas
•Mecanismos de precipitación o cambios de solubilidad
•Recristalización

•Fenóm•Tratamientos térmicos enos de oxidación - reducción
•Fabricación de materiales cerámicos. Sinterización
•Mecanismos de fluencia

Las substancias que difunden y los materiales a través de los cuales ocurre la difusión influyen en los coeficientes de difusión.
La temperatura ejerce gran influencia en los coeficientes y en las velocidades de
difusión.

La razón de movimiento está relacionada conla temperatura o energía térmica, mediante laecuación de Arrhenius:


Razon de movimiento es igual a: Co EXP ( -Q/Rt )
Co = Constante que depende de la naturaleza de los átomos que se mueven.
R = Constante universal de los gases
Q = Energía de activación. Los átomos tienen guardada cierta cantidad de energía, la cual los mantiene oscilando alrededor de su posición de equilibrio. Cuando los átomos intentan moverse, se topan con una barrera energética que intenta obligarlos a quedarse en su posición de equilibrio.


In(Razon de movimiento) = In(Co) –Q/RT


MECANISMO DE DIFUSIÓN A TRAVÉS DE VACANTES
Átomos sustitucionales cambian de posición con vacantes existentes en el reticulado cristalino.
• El movimiento es una función del número de vacantes presentes.
• El número de vacantes (lagunas) aumenta exponencialmente con la temperatura.
• El movimiento del átomo ocurre en una dirección y la de vacantes ocurre en la dirección contraria.

El átomo puede moverse hacia la posición vacante si es capaz de superar la barrera de energía qm, que es la energia de activación
DIFUSIÓN INTERSTICIAL
DIFUSIÓN INTERSTICIAL En la mayoría de las aleaciones, la difusión intersticial ocurre más rápidamente que la difusión por vacantes, ya que los átomos intersticiales son más pequeños que las vacantes y tienen mayor movilidad.
Primera Ley de Fick (velocidad de difusión)
J1: velocidad molar de difusión por unidad de área.
D12: difusividad del componente 1 en el componente 2.
C1: concentración molar del componente 1.
Z: distancia en la dirección de la difusión.

Segunda ley de Fick
TIPOS DE DIFUSIÓN

En Metales.
DIFUSIÓN GASEOSA
Difusión de gases en líquidos
DIFUSIÓN MOLECULAR
difusión ordinaria
difusión térmica
difusión por la presión
difusión forzada
difusión superficial
Interdifusion
Autodifusion
Gracias por su atención
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